lib/Transforms/Scalar/CodeGenPrepare.cpp

   1 //===- CodeGenPrepare.cpp - Prepare a function for code generation --------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass munges the code in the input function to better prepare it for
  11 // SelectionDAG-based code generation. This works around limitations in it's
  12 // basic-block-at-a-time approach. It should eventually be removed.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
  17 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/IRBuilder.h"
  22 #include "llvm/InlineAsm.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  25 #include "llvm/Pass.h"
  26 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
  30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
  32 #include "llvm/Assembly/Writer.h"
  33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  35 #include "llvm/Support/Debug.h"
  36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  37 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  43 #include "llvm/Transforms/Utils/AddrModeMatcher.h"
  44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  45 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
  46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  47 using namespace llvm;
  48 using namespace llvm::PatternMatch;
  49
  50 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
  51 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
  52 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
  53 STATISTIC(NumCmpUses, "Number of uses of Cmp expressions replaced with uses of "
  54                       "sunken Cmps");
  55 STATISTIC(NumCastUses, "Number of uses of Cast expressions replaced with uses "
  56                        "of sunken Casts");
  57 STATISTIC(NumMemoryInsts, "Number of memory instructions whose address "
  58                           "computations were sunk");
  59 STATISTIC(NumExtsMoved,  "Number of [s|z]ext instructions combined with loads");
  60 STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
  61 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
  62 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
  63 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
  64
  65 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
  66   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
  67   cl::desc("Disable branch optimizations in CodeGenPrepare"));
  68
  69 // FIXME: Remove this abomination once all of the tests pass without it!
  70 static cl::opt<bool> DisableDeleteDeadBlocks(
  71   "disable-cgp-delete-dead-blocks", cl::Hidden, cl::init(false),
  72   cl::desc("Disable deleting dead blocks in CodeGenPrepare"));
  73
  74 static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
  75   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
  76   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
  77
  78 namespace {
  79   class CodeGenPrepare : public FunctionPass {
  80     /// TLI - Keep a pointer of a TargetLowering to consult for determining
  81     /// transformation profitability.
  82     const TargetLowering *TLI;
  83     const TargetLibraryInfo *TLInfo;
  84     DominatorTree *DT;
  85     ProfileInfo *PFI;
  86
  87     /// CurInstIterator - As we scan instructions optimizing them, this is the
  88     /// next instruction to optimize.  Xforms that can invalidate this should
  89     /// update it.
  90     BasicBlock::iterator CurInstIterator;
  91
  92     /// Keeps track of non-local addresses that have been sunk into a block.
  93     /// This allows us to avoid inserting duplicate code for blocks with
  94     /// multiple load/stores of the same address.
  95     DenseMap<Value*, Value*> SunkAddrs;
  96
  97     /// ModifiedDT - If CFG is modified in anyway, dominator tree may need to
  98     /// be updated.
  99     bool ModifiedDT;
 100
 101     /// OptSize - True if optimizing for size.
 102     bool OptSize;
 103
 104   public:
 105     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
 106     explicit CodeGenPrepare(const TargetLowering *tli = 0)
 107       : FunctionPass(ID), TLI(tli) {
 108         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 109       }
 110     bool runOnFunction(Function &F);
 111
 112     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 113       AU.addPreserved<DominatorTree>();
 114       AU.addPreserved<ProfileInfo>();
 115       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 116     }
 117
 118   private:
 119     bool EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F);
 120     bool CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB, const BasicBlock *DestBB) const;
 121     void EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB);
 122     bool OptimizeBlock(BasicBlock &BB);
 123     bool OptimizeInst(Instruction *I);
 124     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
 125     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
 126     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
 127     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
 128     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
 129     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
 130     bool DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI);
 131     bool PlaceDbgValues(Function &F);
 132   };
 133 }
 134
 135 char CodeGenPrepare::ID = 0;
 136 INITIALIZE_PASS_BEGIN(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 137                 "Optimize for code generation", false, false)
 138 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 139 INITIALIZE_PASS_END(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
 140                 "Optimize for code generation", false, false)
 141
 142 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetLowering *TLI) {
 143   return new CodeGenPrepare(TLI);
 144 }
 145
 146 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
 147   bool EverMadeChange = false;
 148
 149   ModifiedDT = false;
 150   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 151   DT = getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
 152   PFI = getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
 153   OptSize = F.hasFnAttr(Attribute::OptimizeForSize);
 154
 155   // First pass, eliminate blocks that contain only PHI nodes and an
 156   // unconditional branch.
 157   EverMadeChange |= EliminateMostlyEmptyBlocks(F);
 158
 159   // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
 160   // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
 161   // find a node corresponding to the value.
 162   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
 163
 164   bool MadeChange = true;
 165   while (MadeChange) {
 166     MadeChange = false;
 167     for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 168       BasicBlock *BB = I++;
 169       MadeChange |= OptimizeBlock(*BB);
 170     }
 171     EverMadeChange |= MadeChange;
 172   }
 173
 174   SunkAddrs.clear();
 175
 176   if (!DisableBranchOpts) {
 177     MadeChange = false;
 178     SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> WorkList;
 179     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 180       SmallVector<BasicBlock*, 2> Successors(succ_begin(BB), succ_end(BB));
 181       MadeChange |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
 182       if (!MadeChange) continue;
 183
 184       for (SmallVectorImpl<BasicBlock*>::iterator
 185              II = Successors.begin(), IE = Successors.end(); II != IE; ++II)
 186         if (pred_begin(*II) == pred_end(*II))
 187           WorkList.insert(*II);
 188     }
 189
 190     if (!DisableDeleteDeadBlocks)
 191       for (SmallPtrSet<BasicBlock*, 8>::iterator
 192              I = WorkList.begin(), E = WorkList.end(); I != E; ++I)
 193         DeleteDeadBlock(*I);
 194
 195     if (MadeChange)
 196       ModifiedDT = true;
 197     EverMadeChange |= MadeChange;
 198   }
 199
 200   if (ModifiedDT && DT)
 201     DT->DT->recalculate(F);
 202
 203   return EverMadeChange;
 204 }
 205
 206 /// EliminateMostlyEmptyBlocks - eliminate blocks that contain only PHI nodes,
 207 /// debug info directives, and an unconditional branch.  Passes before isel
 208 /// (e.g. LSR/loopsimplify) often split edges in ways that are non-optimal for
 209 /// isel.  Start by eliminating these blocks so we can split them the way we
 210 /// want them.
 211 bool CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlocks(Function &F) {
 212   bool MadeChange = false;
 213   // Note that this intentionally skips the entry block.
 214   for (Function::iterator I = ++F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
 215     BasicBlock *BB = I++;
 216
 217     // If this block doesn't end with an uncond branch, ignore it.
 218     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 219     if (!BI || !BI->isUnconditional())
 220       continue;
 221
 222     // If the instruction before the branch (skipping debug info) isn't a phi
 223     // node, then other stuff is happening here.
 224     BasicBlock::iterator BBI = BI;
 225     if (BBI != BB->begin()) {
 226       --BBI;
 227       while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI)) {
 228         if (BBI == BB->begin())
 229           break;
 230         --BBI;
 231       }
 232       if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) && !isa<PHINode>(BBI))
 233         continue;
 234     }
 235
 236     // Do not break infinite loops.
 237     BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 238     if (DestBB == BB)
 239       continue;
 240
 241     if (!CanMergeBlocks(BB, DestBB))
 242       continue;
 243
 244     EliminateMostlyEmptyBlock(BB);
 245     MadeChange = true;
 246   }
 247   return MadeChange;
 248 }
 249
 250 /// CanMergeBlocks - Return true if we can merge BB into DestBB if there is a
 251 /// single uncond branch between them, and BB contains no other non-phi
 252 /// instructions.
 253 bool CodeGenPrepare::CanMergeBlocks(const BasicBlock *BB,
 254                                     const BasicBlock *DestBB) const {
 255   // We only want to eliminate blocks whose phi nodes are used by phi nodes in
 256   // the successor.  If there are more complex condition (e.g. preheaders),
 257   // don't mess around with them.
 258   BasicBlock::const_iterator BBI = BB->begin();
 259   while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 260     for (Value::const_use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
 261          UI != E; ++UI) {
 262       const Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 263       if (User->getParent() != DestBB || !isa<PHINode>(User))
 264         return false;
 265       // If User is inside DestBB block and it is a PHINode then check
 266       // incoming value. If incoming value is not from BB then this is
 267       // a complex condition (e.g. preheaders) we want to avoid here.
 268       if (User->getParent() == DestBB) {
 269         if (const PHINode *UPN = dyn_cast<PHINode>(User))
 270           for (unsigned I = 0, E = UPN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 271             Instruction *Insn = dyn_cast<Instruction>(UPN->getIncomingValue(I));
 272             if (Insn && Insn->getParent() == BB &&
 273                 Insn->getParent() != UPN->getIncomingBlock(I))
 274               return false;
 275           }
 276       }
 277     }
 278   }
 279
 280   // If BB and DestBB contain any common predecessors, then the phi nodes in BB
 281   // and DestBB may have conflicting incoming values for the block.  If so, we
 282   // can't merge the block.
 283   const PHINode *DestBBPN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin());
 284   if (!DestBBPN) return true;  // no conflict.
 285
 286   // Collect the preds of BB.
 287   SmallPtrSet<const BasicBlock*, 16> BBPreds;
 288   if (const PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 289     // It is faster to get preds from a PHI than with pred_iterator.
 290     for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 291       BBPreds.insert(BBPN->getIncomingBlock(i));
 292   } else {
 293     BBPreds.insert(pred_begin(BB), pred_end(BB));
 294   }
 295
 296   // Walk the preds of DestBB.
 297   for (unsigned i = 0, e = DestBBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 298     BasicBlock *Pred = DestBBPN->getIncomingBlock(i);
 299     if (BBPreds.count(Pred)) {   // Common predecessor?
 300       BBI = DestBB->begin();
 301       while (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BBI++)) {
 302         const Value *V1 = PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 303         const Value *V2 = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
 304
 305         // If V2 is a phi node in BB, look up what the mapped value will be.
 306         if (const PHINode *V2PN = dyn_cast<PHINode>(V2))
 307           if (V2PN->getParent() == BB)
 308             V2 = V2PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
 309
 310         // If there is a conflict, bail out.
 311         if (V1 != V2) return false;
 312       }
 313     }
 314   }
 315
 316   return true;
 317 }
 318
 319
 320 /// EliminateMostlyEmptyBlock - Eliminate a basic block that have only phi's and
 321 /// an unconditional branch in it.
 322 void CodeGenPrepare::EliminateMostlyEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
 323   BranchInst *BI = cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
 324   BasicBlock *DestBB = BI->getSuccessor(0);
 325
 326   DEBUG(dbgs() << "MERGING MOSTLY EMPTY BLOCKS - BEFORE:\n" << *BB << *DestBB);
 327
 328   // If the destination block has a single pred, then this is a trivial edge,
 329   // just collapse it.
 330   if (BasicBlock *SinglePred = DestBB->getSinglePredecessor()) {
 331     if (SinglePred != DestBB) {
 332       // Remember if SinglePred was the entry block of the function.  If so, we
 333       // will need to move BB back to the entry position.
 334       bool isEntry = SinglePred == &SinglePred->getParent()->getEntryBlock();
 335       MergeBasicBlockIntoOnlyPred(DestBB, this);
 336
 337       if (isEntry && BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
 338         BB->moveBefore(&BB->getParent()->getEntryBlock());
 339
 340       DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 341       return;
 342     }
 343   }
 344
 345   // Otherwise, we have multiple predecessors of BB.  Update the PHIs in DestBB
 346   // to handle the new incoming edges it is about to have.
 347   PHINode *PN;
 348   for (BasicBlock::iterator BBI = DestBB->begin();
 349        (PN = dyn_cast<PHINode>(BBI)); ++BBI) {
 350     // Remove the incoming value for BB, and remember it.
 351     Value *InVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
 352
 353     // Two options: either the InVal is a phi node defined in BB or it is some
 354     // value that dominates BB.
 355     PHINode *InValPhi = dyn_cast<PHINode>(InVal);
 356     if (InValPhi && InValPhi->getParent() == BB) {
 357       // Add all of the input values of the input PHI as inputs of this phi.
 358       for (unsigned i = 0, e = InValPhi->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 359         PN->addIncoming(InValPhi->getIncomingValue(i),
 360                         InValPhi->getIncomingBlock(i));
 361     } else {
 362       // Otherwise, add one instance of the dominating value for each edge that
 363       // we will be adding.
 364       if (PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(BB->begin())) {
 365         for (unsigned i = 0, e = BBPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 366           PN->addIncoming(InVal, BBPN->getIncomingBlock(i));
 367       } else {
 368         for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
 369           PN->addIncoming(InVal, *PI);
 370       }
 371     }
 372   }
 373
 374   // The PHIs are now updated, change everything that refers to BB to use
 375   // DestBB and remove BB.
 376   BB->replaceAllUsesWith(DestBB);
 377   if (DT && !ModifiedDT) {
 378     BasicBlock *BBIDom  = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
 379     BasicBlock *DestBBIDom = DT->getNode(DestBB)->getIDom()->getBlock();
 380     BasicBlock *NewIDom = DT->findNearestCommonDominator(BBIDom, DestBBIDom);
 381     DT->changeImmediateDominator(DestBB, NewIDom);
 382     DT->eraseNode(BB);
 383   }
 384   if (PFI) {
 385     PFI->replaceAllUses(BB, DestBB);
 386     PFI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(BB, DestBB));
 387   }
 388   BB->eraseFromParent();
 389   ++NumBlocksElim;
 390
 391   DEBUG(dbgs() << "AFTER:\n" << *DestBB << "\n\n\n");
 392 }
 393
 394 /// OptimizeNoopCopyExpression - If the specified cast instruction is a noop
 395 /// copy (e.g. it's casting from one pointer type to another, i32->i8 on PPC),
 396 /// sink it into user blocks to reduce the number of virtual
 397 /// registers that must be created and coalesced.
 398 ///
 399 /// Return true if any changes are made.
 400 ///
 401 static bool OptimizeNoopCopyExpression(CastInst *CI, const TargetLowering &TLI){
 402   // If this is a noop copy,
 403   EVT SrcVT = TLI.getValueType(CI->getOperand(0)->getType());
 404   EVT DstVT = TLI.getValueType(CI->getType());
 405
 406   // This is an fp<->int conversion?
 407   if (SrcVT.isInteger() != DstVT.isInteger())
 408     return false;
 409
 410   // If this is an extension, it will be a zero or sign extension, which
 411   // isn't a noop.
 412   if (SrcVT.bitsLT(DstVT)) return false;
 413
 414   // If these values will be promoted, find out what they will be promoted
 415   // to.  This helps us consider truncates on PPC as noop copies when they
 416   // are.
 417   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), SrcVT) ==
 418       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 419     SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), SrcVT);
 420   if (TLI.getTypeAction(CI->getContext(), DstVT) ==
 421       TargetLowering::TypePromoteInteger)
 422     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(CI->getContext(), DstVT);
 423
 424   // If, after promotion, these are the same types, this is a noop copy.
 425   if (SrcVT != DstVT)
 426     return false;
 427
 428   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 429
 430   /// InsertedCasts - Only insert a cast in each block once.
 431   DenseMap<BasicBlock*, CastInst*> InsertedCasts;
 432
 433   bool MadeChange = false;
 434   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 435        UI != E; ) {
 436     Use &TheUse = UI.getUse();
 437     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 438
 439     // Figure out which BB this cast is used in.  For PHI's this is the
 440     // appropriate predecessor block.
 441     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 442     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
 443       UserBB = PN->getIncomingBlock(UI);
 444     }
 445
 446     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 447     ++UI;
 448
 449     // If this user is in the same block as the cast, don't change the cast.
 450     if (UserBB == DefBB) continue;
 451
 452     // If we have already inserted a cast into this block, use it.
 453     CastInst *&InsertedCast = InsertedCasts[UserBB];
 454
 455     if (!InsertedCast) {
 456       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 457       InsertedCast =
 458         CastInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getOperand(0), CI->getType(), "",
 459                          InsertPt);
 460       MadeChange = true;
 461     }
 462
 463     // Replace a use of the cast with a use of the new cast.
 464     TheUse = InsertedCast;
 465     ++NumCastUses;
 466   }
 467
 468   // If we removed all uses, nuke the cast.
 469   if (CI->use_empty()) {
 470     CI->eraseFromParent();
 471     MadeChange = true;
 472   }
 473
 474   return MadeChange;
 475 }
 476
 477 /// OptimizeCmpExpression - sink the given CmpInst into user blocks to reduce
 478 /// the number of virtual registers that must be created and coalesced.  This is
 479 /// a clear win except on targets with multiple condition code registers
 480 ///  (PowerPC), where it might lose; some adjustment may be wanted there.
 481 ///
 482 /// Return true if any changes are made.
 483 static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
 484   BasicBlock *DefBB = CI->getParent();
 485
 486   /// InsertedCmp - Only insert a cmp in each block once.
 487   DenseMap<BasicBlock*, CmpInst*> InsertedCmps;
 488
 489   bool MadeChange = false;
 490   for (Value::use_iterator UI = CI->use_begin(), E = CI->use_end();
 491        UI != E; ) {
 492     Use &TheUse = UI.getUse();
 493     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
 494
 495     // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
 496     ++UI;
 497
 498     // Don't bother for PHI nodes.
 499     if (isa<PHINode>(User))
 500       continue;
 501
 502     // Figure out which BB this cmp is used in.
 503     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
 504
 505     // If this user is in the same block as the cmp, don't change the cmp.
 506     if (UserBB == DefBB) continue;
 507
 508     // If we have already inserted a cmp into this block, use it.
 509     CmpInst *&InsertedCmp = InsertedCmps[UserBB];
 510
 511     if (!InsertedCmp) {
 512       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
 513       InsertedCmp =
 514         CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
 515                         CI->getPredicate(),  CI->getOperand(0),
 516                         CI->getOperand(1), "", InsertPt);
 517       MadeChange = true;
 518     }
 519
 520     // Replace a use of the cmp with a use of the new cmp.
 521     TheUse = InsertedCmp;
 522     ++NumCmpUses;
 523   }
 524
 525   // If we removed all uses, nuke the cmp.
 526   if (CI->use_empty())
 527     CI->eraseFromParent();
 528
 529   return MadeChange;
 530 }
 531
 532 namespace {
 533 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 534 protected:
 535   void replaceCall(Value *With) {
 536     CI->replaceAllUsesWith(With);
 537     CI->eraseFromParent();
 538   }
 539   bool isFoldable(unsigned SizeCIOp, unsigned, bool) const {
 540       if (ConstantInt *SizeCI =
 541                              dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(SizeCIOp)))
 542         return SizeCI->isAllOnesValue();
 543     return false;
 544   }
 545 };
 546 } // end anonymous namespace
 547
 548 bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
 549   BasicBlock *BB = CI->getParent();
 550
 551   // Lower inline assembly if we can.
 552   // If we found an inline asm expession, and if the target knows how to
 553   // lower it to normal LLVM code, do so now.
 554   if (TLI && isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue())) {
 555     if (TLI->ExpandInlineAsm(CI)) {
 556       // Avoid invalidating the iterator.
 557       CurInstIterator = BB->begin();
 558       // Avoid processing instructions out of order, which could cause
 559       // reuse before a value is defined.
 560       SunkAddrs.clear();
 561       return true;
 562     }
 563     // Sink address computing for memory operands into the block.
 564     if (OptimizeInlineAsmInst(CI))
 565       return true;
 566   }
 567
 568   // Lower all uses of llvm.objectsize.*
 569   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CI);
 570   if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::objectsize) {
 571     bool Min = (cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue() == 1);
 572     Type *ReturnTy = CI->getType();
 573     Constant *RetVal = ConstantInt::get(ReturnTy, Min ? 0 : -1ULL);
 574
 575     // Substituting this can cause recursive simplifications, which can
 576     // invalidate our iterator.  Use a WeakVH to hold onto it in case this
 577     // happens.
 578     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 579
 580     replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getTargetData() : 0,
 581                                   TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
 582
 583     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 584     // start of the block.
 585     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 586       CurInstIterator = BB->begin();
 587       SunkAddrs.clear();
 588     }
 589     return true;
 590   }
 591
 592   if (II && TLI) {
 593     SmallVector<Value*, 2> PtrOps;
 594     Type *AccessTy;
 595     if (TLI->GetAddrModeArguments(II, PtrOps, AccessTy))
 596       while (!PtrOps.empty())
 597         if (OptimizeMemoryInst(II, PtrOps.pop_back_val(), AccessTy))
 598           return true;
 599   }
 600
 601   // From here on out we're working with named functions.
 602   if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
 603
 604   // We'll need TargetData from here on out.
 605   const TargetData *TD = TLI ? TLI->getTargetData() : 0;
 606   if (!TD) return false;
 607
 608   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
 609   // to what InstCombineCalls does, but here we are only lowering calls
 610   // that have the default "don't know" as the objectsize.  Anything else
 611   // should be left alone.
 612   CodeGenPrepareFortifiedLibCalls Simplifier;
 613   return Simplifier.fold(CI, TD);
 614 }
 615
 616 /// DupRetToEnableTailCallOpts - Look for opportunities to duplicate return
 617 /// instructions to the predecessor to enable tail call optimizations. The
 618 /// case it is currently looking for is:
 619 /// bb0:
 620 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 621 ///   br label %return
 622 /// bb1:
 623 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 624 ///   br label %return
 625 /// bb2:
 626 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 627 ///   br label %return
 628 /// return:
 629 ///   %retval = phi i32 [ %tmp0, %bb0 ], [ %tmp1, %bb1 ], [ %tmp2, %bb2 ]
 630 ///   ret i32 %retval
 631 ///
 632 /// =>
 633 ///
 634 /// bb0:
 635 ///   %tmp0 = tail call i32 @f0()
 636 ///   ret i32 %tmp0
 637 /// bb1:
 638 ///   %tmp1 = tail call i32 @f1()
 639 ///   ret i32 %tmp1
 640 /// bb2:
 641 ///   %tmp2 = tail call i32 @f2()
 642 ///   ret i32 %tmp2
 643 ///
 644 bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(ReturnInst *RI) {
 645   if (!TLI)
 646     return false;
 647
 648   Value *V = RI->getReturnValue();
 649   PHINode *PN = V ? dyn_cast<PHINode>(V) : NULL;
 650   if (V && !PN)
 651     return false;
 652
 653   BasicBlock *BB = RI->getParent();
 654   if (PN && PN->getParent() != BB)
 655     return false;
 656
 657   // It's not safe to eliminate the sign / zero extension of the return value.
 658   // See llvm::isInTailCallPosition().
 659   const Function *F = BB->getParent();
 660   Attributes CallerRetAttr = F->getAttributes().getRetAttributes();
 661   if ((CallerRetAttr & Attribute::ZExt) || (CallerRetAttr & Attribute::SExt))
 662     return false;
 663
 664   // Make sure there are no instructions between the PHI and return, or that the
 665   // return is the first instruction in the block.
 666   if (PN) {
 667     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 668     do { ++BI; } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI));
 669     if (&*BI != RI)
 670       return false;
 671   } else {
 672     BasicBlock::iterator BI = BB->begin();
 673     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BI)) ++BI;
 674     if (&*BI != RI)
 675       return false;
 676   }
 677
 678   /// Only dup the ReturnInst if the CallInst is likely to be emitted as a tail
 679   /// call.
 680   SmallVector<CallInst*, 4> TailCalls;
 681   if (PN) {
 682     for (unsigned I = 0, E = PN->getNumIncomingValues(); I != E; ++I) {
 683       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(PN->getIncomingValue(I));
 684       // Make sure the phi value is indeed produced by the tail call.
 685       if (CI && CI->hasOneUse() && CI->getParent() == PN->getIncomingBlock(I) &&
 686           TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 687         TailCalls.push_back(CI);
 688     }
 689   } else {
 690     SmallPtrSet<BasicBlock*, 4> VisitedBBs;
 691     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB); PI != PE; ++PI) {
 692       if (!VisitedBBs.insert(*PI))
 693         continue;
 694
 695       BasicBlock::InstListType &InstList = (*PI)->getInstList();
 696       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RI = InstList.rbegin();
 697       BasicBlock::InstListType::reverse_iterator RE = InstList.rend();
 698       do { ++RI; } while (RI != RE && isa<DbgInfoIntrinsic>(&*RI));
 699       if (RI == RE)
 700         continue;
 701
 702       CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&*RI);
 703       if (CI && CI->use_empty() && TLI->mayBeEmittedAsTailCall(CI))
 704         TailCalls.push_back(CI);
 705     }
 706   }
 707
 708   bool Changed = false;
 709   for (unsigned i = 0, e = TailCalls.size(); i != e; ++i) {
 710     CallInst *CI = TailCalls[i];
 711     CallSite CS(CI);
 712
 713     // Conservatively require the attributes of the call to match those of the
 714     // return. Ignore noalias because it doesn't affect the call sequence.
 715     Attributes CalleeRetAttr = CS.getAttributes().getRetAttributes();
 716     if ((CalleeRetAttr ^ CallerRetAttr) & ~Attribute::NoAlias)
 717       continue;
 718
 719     // Make sure the call instruction is followed by an unconditional branch to
 720     // the return block.
 721     BasicBlock *CallBB = CI->getParent();
 722     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CallBB->getTerminator());
 723     if (!BI || !BI->isUnconditional() || BI->getSuccessor(0) != BB)
 724       continue;
 725
 726     // Duplicate the return into CallBB.
 727     (void)FoldReturnIntoUncondBranch(RI, BB, CallBB);
 728     ModifiedDT = Changed = true;
 729     ++NumRetsDup;
 730   }
 731
 732   // If we eliminated all predecessors of the block, delete the block now.
 733   if (Changed && pred_begin(BB) == pred_end(BB))
 734     BB->eraseFromParent();
 735
 736   return Changed;
 737 }
 738
 739 //===----------------------------------------------------------------------===//
 740 // Memory Optimization
 741 //===----------------------------------------------------------------------===//
 742
 743 /// IsNonLocalValue - Return true if the specified values are defined in a
 744 /// different basic block than BB.
 745 static bool IsNonLocalValue(Value *V, BasicBlock *BB) {
 746   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 747     return I->getParent() != BB;
 748   return false;
 749 }
 750
 751 /// OptimizeMemoryInst - Load and Store Instructions often have
 752 /// addressing modes that can do significant amounts of computation.  As such,
 753 /// instruction selection will try to get the load or store to do as much
 754 /// computation as possible for the program.  The problem is that isel can only
 755 /// see within a single block.  As such, we sink as much legal addressing mode
 756 /// stuff into the block as possible.
 757 ///
 758 /// This method is used to optimize both load/store and inline asms with memory
 759 /// operands.
 760 bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
 761                                         Type *AccessTy) {
 762   Value *Repl = Addr;
 763
 764   // Try to collapse single-value PHI nodes.  This is necessary to undo
 765   // unprofitable PRE transformations.
 766   SmallVector<Value*, 8> worklist;
 767   SmallPtrSet<Value*, 16> Visited;
 768   worklist.push_back(Addr);
 769
 770   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
 771   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
 772   // are equivalent.
 773   Value *Consensus = 0;
 774   unsigned NumUsesConsensus = 0;
 775   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
 776   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
 777   ExtAddrMode AddrMode;
 778   while (!worklist.empty()) {
 779     Value *V = worklist.back();
 780     worklist.pop_back();
 781
 782     // Break use-def graph loops.
 783     if (!Visited.insert(V)) {
 784       Consensus = 0;
 785       break;
 786     }
 787
 788     // For a PHI node, push all of its incoming values.
 789     if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 790       for (unsigned i = 0, e = P->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 791         worklist.push_back(P->getIncomingValue(i));
 792       continue;
 793     }
 794
 795     // For non-PHIs, determine the addressing mode being computed.
 796     SmallVector<Instruction*, 16> NewAddrModeInsts;
 797     ExtAddrMode NewAddrMode =
 798       AddressingModeMatcher::Match(V, AccessTy, MemoryInst,
 799                                    NewAddrModeInsts, *TLI);
 800
 801     // This check is broken into two cases with very similar code to avoid using
 802     // getNumUses() as much as possible. Some values have a lot of uses, so
 803     // calling getNumUses() unconditionally caused a significant compile-time
 804     // regression.
 805     if (!Consensus) {
 806       Consensus = V;
 807       AddrMode = NewAddrMode;
 808       AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 809       continue;
 810     } else if (NewAddrMode == AddrMode) {
 811       if (!IsNumUsesConsensusValid) {
 812         NumUsesConsensus = Consensus->getNumUses();
 813         IsNumUsesConsensusValid = true;
 814       }
 815
 816       // Ensure that the obtained addressing mode is equivalent to that obtained
 817       // for all other roots of the PHI traversal.  Also, when choosing one
 818       // such root as representative, select the one with the most uses in order
 819       // to keep the cost modeling heuristics in AddressingModeMatcher
 820       // applicable.
 821       unsigned NumUses = V->getNumUses();
 822       if (NumUses > NumUsesConsensus) {
 823         Consensus = V;
 824         NumUsesConsensus = NumUses;
 825         AddrModeInsts = NewAddrModeInsts;
 826       }
 827       continue;
 828     }
 829
 830     Consensus = 0;
 831     break;
 832   }
 833
 834   // If the addressing mode couldn't be determined, or if multiple different
 835   // ones were determined, bail out now.
 836   if (!Consensus) return false;
 837
 838   // Check to see if any of the instructions supersumed by this addr mode are
 839   // non-local to I's BB.
 840   bool AnyNonLocal = false;
 841   for (unsigned i = 0, e = AddrModeInsts.size(); i != e; ++i) {
 842     if (IsNonLocalValue(AddrModeInsts[i], MemoryInst->getParent())) {
 843       AnyNonLocal = true;
 844       break;
 845     }
 846   }
 847
 848   // If all the instructions matched are already in this BB, don't do anything.
 849   if (!AnyNonLocal) {
 850     DEBUG(dbgs() << "CGP: Found      local addrmode: " << AddrMode << "\n");
 851     return false;
 852   }
 853
 854   // Insert this computation right after this user.  Since our caller is
 855   // scanning from the top of the BB to the bottom, reuse of the expr are
 856   // guaranteed to happen later.
 857   IRBuilder<> Builder(MemoryInst);
 858
 859   // Now that we determined the addressing expression we want to use and know
 860   // that we have to sink it into this block.  Check to see if we have already
 861   // done this for some other load/store instr in this block.  If so, reuse the
 862   // computation.
 863   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
 864   if (SunkAddr) {
 865     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 866                  << *MemoryInst);
 867     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
 868       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
 869   } else {
 870     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
 871                  << *MemoryInst);
 872     Type *IntPtrTy =
 873           TLI->getTargetData()->getIntPtrType(AccessTy->getContext());
 874
 875     Value *Result = 0;
 876
 877     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
 878     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
 879     // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
 880     // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
 881     // we'd end up sinking both muls.
 882     if (AddrMode.BaseReg) {
 883       Value *V = AddrMode.BaseReg;
 884       if (V->getType()->isPointerTy())
 885         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 886       if (V->getType() != IntPtrTy)
 887         V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
 888       Result = V;
 889     }
 890
 891     // Add the scale value.
 892     if (AddrMode.Scale) {
 893       Value *V = AddrMode.ScaledReg;
 894       if (V->getType() == IntPtrTy) {
 895         // done.
 896       } else if (V->getType()->isPointerTy()) {
 897         V = Builder.CreatePtrToInt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 898       } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
 899                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
 900         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 901       } else {
 902         V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
 903       }
 904       if (AddrMode.Scale != 1)
 905         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
 906                               "sunkaddr");
 907       if (Result)
 908         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 909       else
 910         Result = V;
 911     }
 912
 913     // Add in the BaseGV if present.
 914     if (AddrMode.BaseGV) {
 915       Value *V = Builder.CreatePtrToInt(AddrMode.BaseGV, IntPtrTy, "sunkaddr");
 916       if (Result)
 917         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 918       else
 919         Result = V;
 920     }
 921
 922     // Add in the Base Offset if present.
 923     if (AddrMode.BaseOffs) {
 924       Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
 925       if (Result)
 926         Result = Builder.CreateAdd(Result, V, "sunkaddr");
 927       else
 928         Result = V;
 929     }
 930
 931     if (Result == 0)
 932       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
 933     else
 934       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
 935   }
 936
 937   MemoryInst->replaceUsesOfWith(Repl, SunkAddr);
 938
 939   // If we have no uses, recursively delete the value and all dead instructions
 940   // using it.
 941   if (Repl->use_empty()) {
 942     // This can cause recursive deletion, which can invalidate our iterator.
 943     // Use a WeakVH to hold onto it in case this happens.
 944     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 945     BasicBlock *BB = CurInstIterator->getParent();
 946
 947     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Repl);
 948
 949     if (IterHandle != CurInstIterator) {
 950       // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
 951       // start of the block.
 952       CurInstIterator = BB->begin();
 953       SunkAddrs.clear();
 954     } else {
 955       // This address is now available for reassignment, so erase the table
 956       // entry; we don't want to match some completely different instruction.
 957       SunkAddrs[Addr] = 0;
 958     }
 959   }
 960   ++NumMemoryInsts;
 961   return true;
 962 }
 963
 964 /// OptimizeInlineAsmInst - If there are any memory operands, use
 965 /// OptimizeMemoryInst to sink their address computing into the block when
 966 /// possible / profitable.
 967 bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
 968   bool MadeChange = false;
 969
 970   TargetLowering::AsmOperandInfoVector
 971     TargetConstraints = TLI->ParseConstraints(CS);
 972   unsigned ArgNo = 0;
 973   for (unsigned i = 0, e = TargetConstraints.size(); i != e; ++i) {
 974     TargetLowering::AsmOperandInfo &OpInfo = TargetConstraints[i];
 975
 976     // Compute the constraint code and ConstraintType to use.
 977     TLI->ComputeConstraintToUse(OpInfo, SDValue());
 978
 979     if (OpInfo.ConstraintType == TargetLowering::C_Memory &&
 980         OpInfo.isIndirect) {
 981       Value *OpVal = CS->getArgOperand(ArgNo++);
 982       MadeChange |= OptimizeMemoryInst(CS, OpVal, OpVal->getType());
 983     } else if (OpInfo.Type == InlineAsm::isInput)
 984       ArgNo++;
 985   }
 986
 987   return MadeChange;
 988 }
 989
 990 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
 991 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
 992 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
 993 ///
 994 bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
 995   // Look for a load being extended.
 996   LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
 997   if (!LI) return false;
 998
 999   // If they're already in the same block, there's nothing to do.
1000   if (LI->getParent() == I->getParent())
1001     return false;
1002
1003   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
1004   // isn't worthwhile.
1005   if (!LI->hasOneUse() &&
1006       TLI && (TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(LI->getType())) ||
1007               !TLI->isTypeLegal(TLI->getValueType(I->getType()))) &&
1008       !TLI->isTruncateFree(I->getType(), LI->getType()))
1009     return false;
1010
1011   // Check whether the target supports casts folded into loads.
1012   unsigned LType;
1013   if (isa<ZExtInst>(I))
1014     LType = ISD::ZEXTLOAD;
1015   else {
1016     assert(isa<SExtInst>(I) && "Unexpected ext type!");
1017     LType = ISD::SEXTLOAD;
1018   }
1019   if (TLI && !TLI->isLoadExtLegal(LType, TLI->getValueType(LI->getType())))
1020     return false;
1021
1022   // Move the extend into the same block as the load, so that SelectionDAG
1023   // can fold it.
1024   I->removeFromParent();
1025   I->insertAfter(LI);
1026   ++NumExtsMoved;
1027   return true;
1028 }
1029
1030 bool CodeGenPrepare::OptimizeExtUses(Instruction *I) {
1031   BasicBlock *DefBB = I->getParent();
1032
1033   // If the result of a {s|z}ext and its source are both live out, rewrite all
1034   // other uses of the source with result of extension.
1035   Value *Src = I->getOperand(0);
1036   if (Src->hasOneUse())
1037     return false;
1038
1039   // Only do this xform if truncating is free.
1040   if (TLI && !TLI->isTruncateFree(I->getType(), Src->getType()))
1041     return false;
1042
1043   // Only safe to perform the optimization if the source is also defined in
1044   // this block.
1045   if (!isa<Instruction>(Src) || DefBB != cast<Instruction>(Src)->getParent())
1046     return false;
1047
1048   bool DefIsLiveOut = false;
1049   for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1050        UI != E; ++UI) {
1051     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1052
1053     // Figure out which BB this ext is used in.
1054     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1055     if (UserBB == DefBB) continue;
1056     DefIsLiveOut = true;
1057     break;
1058   }
1059   if (!DefIsLiveOut)
1060     return false;
1061
1062   // Make sure non of the uses are PHI nodes.
1063   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1064        UI != E; ++UI) {
1065     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1066     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1067     if (UserBB == DefBB) continue;
1068     // Be conservative. We don't want this xform to end up introducing
1069     // reloads just before load / store instructions.
1070     if (isa<PHINode>(User) || isa<LoadInst>(User) || isa<StoreInst>(User))
1071       return false;
1072   }
1073
1074   // InsertedTruncs - Only insert one trunc in each block once.
1075   DenseMap<BasicBlock*, Instruction*> InsertedTruncs;
1076
1077   bool MadeChange = false;
1078   for (Value::use_iterator UI = Src->use_begin(), E = Src->use_end();
1079        UI != E; ++UI) {
1080     Use &TheUse = UI.getUse();
1081     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1082
1083     // Figure out which BB this ext is used in.
1084     BasicBlock *UserBB = User->getParent();
1085     if (UserBB == DefBB) continue;
1086
1087     // Both src and def are live in this block. Rewrite the use.
1088     Instruction *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[UserBB];
1089
1090     if (!InsertedTrunc) {
1091       BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
1092       InsertedTrunc = new TruncInst(I, Src->getType(), "", InsertPt);
1093     }
1094
1095     // Replace a use of the {s|z}ext source with a use of the result.
1096     TheUse = InsertedTrunc;
1097     ++NumExtUses;
1098     MadeChange = true;
1099   }
1100
1101   return MadeChange;
1102 }
1103
1104 /// isFormingBranchFromSelectProfitable - Returns true if a SelectInst should be
1105 /// turned into an explicit branch.
1106 static bool isFormingBranchFromSelectProfitable(SelectInst *SI) {
1107   // FIXME: This should use the same heuristics as IfConversion to determine
1108   // whether a select is better represented as a branch.  This requires that
1109   // branch probability metadata is preserved for the select, which is not the
1110   // case currently.
1111
1112   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1113
1114   // If the branch is predicted right, an out of order CPU can avoid blocking on
1115   // the compare.  Emit cmovs on compares with a memory operand as branches to
1116   // avoid stalls on the load from memory.  If the compare has more than one use
1117   // there's probably another cmov or setcc around so it's not worth emitting a
1118   // branch.
1119   if (!Cmp)
1120     return false;
1121
1122   Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
1123   Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
1124
1125   // We check that the memory operand has one use to avoid uses of the loaded
1126   // value directly after the compare, making branches unprofitable.
1127   return Cmp->hasOneUse() &&
1128          ((isa<LoadInst>(CmpOp0) && CmpOp0->hasOneUse()) ||
1129           (isa<LoadInst>(CmpOp1) && CmpOp1->hasOneUse()));
1130 }
1131
1132
1133 bool CodeGenPrepare::OptimizeSelectInst(SelectInst *SI) {
1134   // If we have a SelectInst that will likely profit from branch prediction,
1135   // turn it into a branch.
1136   if (DisableSelectToBranch || OptSize || !TLI ||
1137       !TLI->isPredictableSelectExpensive())
1138     return false;
1139
1140   if (!SI->getCondition()->getType()->isIntegerTy(1) ||
1141       !isFormingBranchFromSelectProfitable(SI))
1142     return false;
1143
1144   ModifiedDT = true;
1145
1146   // First, we split the block containing the select into 2 blocks.
1147   BasicBlock *StartBlock = SI->getParent();
1148   BasicBlock::iterator SplitPt = ++(BasicBlock::iterator(SI));
1149   BasicBlock *NextBlock = StartBlock->splitBasicBlock(SplitPt, "select.end");
1150
1151   // Create a new block serving as the landing pad for the branch.
1152   BasicBlock *SmallBlock = BasicBlock::Create(SI->getContext(), "select.mid",
1153                                              NextBlock->getParent(), NextBlock);
1154
1155   // Move the unconditional branch from the block with the select in it into our
1156   // landing pad block.
1157   StartBlock->getTerminator()->eraseFromParent();
1158   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock);
1159
1160   // Insert the real conditional branch based on the original condition.
1161   BranchInst::Create(NextBlock, SmallBlock, SI->getCondition(), SI);
1162
1163   // The select itself is replaced with a PHI Node.
1164   PHINode *PN = PHINode::Create(SI->getType(), 2, "", NextBlock->begin());
1165   PN->takeName(SI);
1166   PN->addIncoming(SI->getTrueValue(), StartBlock);
1167   PN->addIncoming(SI->getFalseValue(), SmallBlock);
1168   SI->replaceAllUsesWith(PN);
1169   SI->eraseFromParent();
1170
1171   // Instruct OptimizeBlock to skip to the next block.
1172   CurInstIterator = StartBlock->end();
1173   ++NumSelectsExpanded;
1174   return true;
1175 }
1176
1177 bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
1178   if (PHINode *P = dyn_cast<PHINode>(I)) {
1179     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
1180     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
1181     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
1182     if (Value *V = SimplifyInstruction(P)) {
1183       P->replaceAllUsesWith(V);
1184       P->eraseFromParent();
1185       ++NumPHIsElim;
1186       return true;
1187     }
1188     return false;
1189   }
1190
1191   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
1192     // If the source of the cast is a constant, then this should have
1193     // already been constant folded.  The only reason NOT to constant fold
1194     // it is if something (e.g. LSR) was careful to place the constant
1195     // evaluation in a block other than then one that uses it (e.g. to hoist
1196     // the address of globals out of a loop).  If this is the case, we don't
1197     // want to forward-subst the cast.
1198     if (isa<Constant>(CI->getOperand(0)))
1199       return false;
1200
1201     if (TLI && OptimizeNoopCopyExpression(CI, *TLI))
1202       return true;
1203
1204     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
1205       bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
1206       return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
1207     }
1208     return false;
1209   }
1210
1211   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
1212     return OptimizeCmpExpression(CI);
1213
1214   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
1215     if (TLI)
1216       return OptimizeMemoryInst(I, I->getOperand(0), LI->getType());
1217     return false;
1218   }
1219
1220   if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
1221     if (TLI)
1222       return OptimizeMemoryInst(I, SI->getOperand(1),
1223                                 SI->getOperand(0)->getType());
1224     return false;
1225   }
1226
1227   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
1228     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
1229       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
1230       Instruction *NC = new BitCastInst(GEPI->getOperand(0), GEPI->getType(),
1231                                         GEPI->getName(), GEPI);
1232       GEPI->replaceAllUsesWith(NC);
1233       GEPI->eraseFromParent();
1234       ++NumGEPsElim;
1235       OptimizeInst(NC);
1236       return true;
1237     }
1238     return false;
1239   }
1240
1241   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
1242     return OptimizeCallInst(CI);
1243
1244   if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I))
1245     return DupRetToEnableTailCallOpts(RI);
1246
1247   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(I))
1248     return OptimizeSelectInst(SI);
1249
1250   return false;
1251 }
1252
1253 // In this pass we look for GEP and cast instructions that are used
1254 // across basic blocks and rewrite them to improve basic-block-at-a-time
1255 // selection.
1256 bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
1257   SunkAddrs.clear();
1258   bool MadeChange = false;
1259
1260   CurInstIterator = BB.begin();
1261   for (BasicBlock::iterator E = BB.end(); CurInstIterator != E; )
1262     MadeChange |= OptimizeInst(CurInstIterator++);
1263
1264   return MadeChange;
1265 }
1266
1267 // llvm.dbg.value is far away from the value then iSel may not be able
1268 // handle it properly. iSel will drop llvm.dbg.value if it can not
1269 // find a node corresponding to the value.
1270 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
1271   bool MadeChange = false;
1272   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
1273     Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
1274     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
1275       Instruction *Insn = BI; ++BI;
1276       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
1277       if (!DVI) {
1278         PrevNonDbgInst = Insn;
1279         continue;
1280       }
1281
1282       Instruction *VI = dyn_cast_or_null<Instruction>(DVI->getValue());
1283       if (VI && VI != PrevNonDbgInst && !VI->isTerminator()) {
1284         DEBUG(dbgs() << "Moving Debug Value before :\n" << *DVI << ' ' << *VI);
1285         DVI->removeFromParent();
1286         if (isa<PHINode>(VI))
1287           DVI->insertBefore(VI->getParent()->getFirstInsertionPt());
1288         else
1289           DVI->insertAfter(VI);
1290         MadeChange = true;
1291         ++NumDbgValueMoved;
1292       }
1293     }
1294   }
1295   return MadeChange;
1296 }